- •Вопрос 1. Введение в биологию
- •Вопрос 2. Методы биологических наук
- •Вопрос 3. Этапы развития биологии
- •Вопрос 4. Роль биологии в системе медицинского образования
- •Вопрос 5. Обмен веществ и энергии
- •Вопрос 6. Раздражимость
- •Вопрос 7. Репродукция. Наследственность и изменчивость
- •Вопрос 8. Индивидуальное развитие
- •Вопрос 9. Учение об организации живого
- •Вопрос 10. Молекулярный, клеточный, тканевый уровни
- •Вопрос 11. Организменный, популяционно-видовой, биоценотический и биосферный уровни
- •Вопрос 12. Клетка как структурная единица. Строение клетки
- •Вопрос 13. Неклеточные формы жизни
- •Вопрос 14. Клеточные формы жизни
- •Вопрос 15. Эукариотические и прокариотические клетки
- •Вопрос 16. Цитоплазма. Рибосомы и плазм иды
- •Вопрос 17. Мембраны, их молекулярная структура
- •Вопрос 18. Плазматическая мембрана
- •Вопрос 19. Система эндомембран.
- •Вопрос 20. Система Гольджи
- •Вопрос 21. Пузырьки, эндо-и экзоцитоз
- •Вопрос 22. Лизосомы
- •Вопрос 23. Микротельца
- •Вопрос 24. Вакуоли. Параплазматические (эргастические) включения
- •Вопрос 25. Структура и функции митохондрий
- •Вопрос 26. Генетическая система митохондрий
- •Вопрос 27. Пластиды. Структура и функции хлоропластов
- •Вопрос 28. Пластиды. Лейкопласты и хромопласты
- •Вопрос 29. Развитие пластид
- •Вопрос 30. Филогенез митохондрий и пластид
- •Вопрос 31. Микрофиламенты и внутриклеточные движения
- •Вопрос 32. Трубчатые (тубулярные) структуры
- •Вопрос 33. Центриоли и базальные тельца. Жгутики и реснички
- •Вопрос 34 Веретено деления
- •Вопрос 35. Строение клеточного ядра. Нуклеоплазма
- •Вопрос 36. Хромосомы
- •Вопрос 37. Хроматин. Хромосомная днк
- •Вопрос 38. Набор хромосом
- •Вопрос 39. Ядрышко и ядерная оболочка
- •Вопрос 40. Размножение. Бесполое размножение одноклеточных
- •Вопрос 41. Вегетативное (бесполое) размножение многоклеточных
- •Вопрос 42. Половое размножение одноклеточных
- •Вопрос 43. Половое размножение многоклеточных. Строение половых клеток (гамет)
- •Вопрос 44. Гаметогенез
- •Вопрос 45. Мейоз
- •Вопрос 46. Оплодотворение
- •Вопрос 47. Моноспермия и полиспермия. Партеногенез
- •Вопрос 48. Андрогенез и гиногенез
- •Вопрос 49. Биологическая роль полового размножения
- •Вопрос 50. Понятие о наследственности и изменчивости
- •Вопрос 51. Закономерности наследования
- •Вопрос 52. Моногибридное скрещивание. Правило единообразия гибридов первого поколения
- •Вопрос 53. Правило расщепления
- •Вопрос 54. Гипотеза "чистоты" гамет и анализирующее скрещивание. Неполное доминирование
- •Вопрос 55. Полигибридное (дигибридное) скрещивание. Правило независимого комбинирования признаков
- •Вопрос 56. Взаимодействие генов. Комплементарное действие
- •Вопрос 57. Эпистаз. Полимерия и плейотропия
- •Вопрос 58. Множественные аллели. Наследование групп крови у человека
- •Вопрос 59. Наследование пола. Признаки, сцепленные с полом
- •Вопрос 60. Сцепление генов и кроссинговер
- •Вопрос 61. Линейное расположение генов. Генетические карты
- •Вопрос 62. Трансформация. Трансдукция
- •Вопрос 63. Основы молекулярной генетики. Структура гена. Коллинеарность
- •Вопрос 64. Репарация
- •Вопрос 65. Особенности передачи наследственной информации у про- и эукариот
- •Вопрос 66. Генная инженерия. Современное состояние теории гена
- •Вопрос 67. Нехромосомная наследственность
- •Вопрос 68. Наследственность и среда. Фенотипическая (ненаследственная) изменчивость
- •Вопрос 69. Генотипичоская (наследственная) изменчивость
- •Вопрос 70. Хромосомные и генные изменения
- •Вопрос 71. Химический и радиационный мутагенез. Гомологические ряды в наследственной изменчивости
- •Вопрос 72. Особенности генетики человека. Методы изучения наследственности у человека
- •Вопрос 73. Популяционно-статистический метод. Биохимический метод
- •Вопрос 74. Хромосомные болезни
- •Вопрос 75. Наследование резус-фактора
- •Вопрос 76. Генные мутации как причина наследственных болезней
- •Вопрос 77. Генокопии и фенокопии в патологии человека. Критика представлений о фатальности наследственных заболеваний. Евгенетика
- •Вопрос 78. Влияние факторов внешней среды в онтогенезе организма. Основные закономерности эмбрионального развития
- •Вопрос 79. Гистогенез и органогенез
- •Вопрос 80. Ассимиляция и фотосинтез. Преобразование энергии при фотосинтезе
- •Вопрос 81 Фотосистемы I, II. Линейный (нециклический) фотоперенос электронов. Фотолиз воды и фотофосфорилирование
- •Вопрос 82. Превращение веществ при фотосинтезе (темновой процесс)
- •Вопрос 83. Хемосинтез. Гетеротрофная ассимиляция. Обмен жиров и белков
- •Вопрос 84. Регуляция активности ферментов
Вопрос 80. Ассимиляция и фотосинтез. Преобразование энергии при фотосинтезе
1. Ассимиляция
2. Фотосинтез
3. Световая фаза фотосинтеза
1. Ассимиляция — это превращение чужеродных веществ в компоненты собственного организма. Ассимиляция бывает'.
• автотрофная — синтез органических веществ из неорганических. Характерна для зеленых растений, сине-зеленых водорослей, некоторых бактерий и имеет огромное значение для всех живых существ. Это так называемая первичная продукция;
• гетеротрофная остальных организмов — сравнительно более простой процесс превращения одних органических веществ в другие.
Поскольку органические вещества представляют собой соединения углерода, то решающее значение имеет ассимиляция углерода — процесс восстановления, который ведет от максимально окисленного исходного вещества СО2 к менее окисленным продуктам, таким, как углеводы.
У зеленых растений и сине-зеленых водорослей источником необходимых для восстановления электронов служит вода, которая при отнятии электронов окисляется^ Автотрофные бактерии неспособны к окислению воды, им нужны другие доноры электронов. Большую потребность в энергии удовлетворяет фотосинтез или окисление поглощаемых веществ - хемосинтез.
2. Фотосинтез — это преобразование энергии света в химическую энергию, которое происходит в пластидах. Химическая энергия накапливается прежде всего в форме АТР [Н2] (водород, связанный с коферментом). Для облигатных автотрофов (зеленых
бактерий, пурпурных серобактерий, многих сине-зеленых водорослей) фотосинтез — единственный источник энергии, так как у них нет процессов диссимиляции, поставляющих АТР.
В зеленых клетках высших растений большие количества АТР [Н2] тоже переходят в цитоплазму. Значительная часть АТР [Н2] в (форме NAD Ч Н + Н+) попадает в митохондрии и там окисляется в цепи дыхания для дополнительного синтеза АТР.
У высших растений большая часть АТР [Н2] используется для синтеза углеводов из СО2. Таким образом, фотосинтез включает:
• преобразование энергии — световая фаза — в тилакоидах хло-ропластов;
• превращение веществ (ассимиляция углерода) — темновая фаза—в строме хлоропластов.
Восстановитель [Н2] образуется при расщеплении воды за счет энергии света (фотосинтез), при котором выделяется О2. АТР синтезируется при прохождении электронов по цепи транспорта электронов. Переносчиком водорода служит NADP (ни-котинамидаденин-динуклеотидфосфат), который по сравнению с NAD содержит на один фосфатный остаток больше. NAD Ч Н + Н+ и АТР направляются в темновой процесс, где водород и энергия используются для синтеза углеводов из СО2, а затем NADP+ и АДР снова используются в световом процессе.
Другие органические вещества (не углеводы), например жирные кислоты или аминокислоты, могут быть побочными продуктами фотосинтеза или же вторично образуются из углеводов.
На каждые 6 молей поглощенного СО2 выделяется 6 молей О2. Коэффициент ассимиляции AQ — отношение О2/СО2 — при биосинтезе углеводов равен 1. Для восстановления одной молекулы СО2 необходимо около 9 квантов света, так что на 1 моль СО2 должно приходиться 9 молей квантов. Поскольку
1 моль квантов красного света содержит 172 кДж, затрата энергии равна около 9172 кДж на 1 моль СО2, т. е. 6 х 9172 кДж = 9288 кДж на 1 моль С6Н12Об.
3. Световую фазу в расчете на 1 молекулу О2 (или 1 молекулу СО2) можно представить так: 2Н2О + световая энергия -» О2 +
2 [Н2] + энергия АТР.
Для переноса светового потока электронов против градиента окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) используется цепь транспорта электронов. На большинстве этапов электроны перемещаются "вниз" по градиенту ОВП без затраты энергии и без света. И только два этапа осуществляются против градиента ОВП за счет световой энергии:
• фотореакция I;
• фотореакция II.
Будучи фотохимическими реакциями, эти этапы не зависят от температуры и протекают даже при минимальных температурах. Фотохимическое действие могут оказывать только те кванты света, которые поглощаются пигментами. Тилакоиды содержат следующие пигменты, связанные с белками:
• хлорофиллы;
• каротиноиды (каротины и ксантофиллы);
• фикобилипротеиды (у красных и сине-зеленых водорослей). Свет поглощают все пигменты, но только фотосинтетически активные пигменты (хлорофилл А у растений и сине-зеленых водорослей и бактериохлорофилл у бактерий) выполняют при этом фотохимическую работу — транспорт электронов. Добавочные пигменты (хлорофилл В, каротиноиды, фикобилипротеиды) передают поглощенную энергию активным пигментам без существенных потерь.
Хлорофиллы поглощают свет в синей и красной областях спектра, каротиноиды — в синей и сине-зеленой областях. В зеленой и желтой областях свет не поглощается (исключение составляют красные и сине-зеленые водоросли) и фотосинтеза не происходит.
При поглощении светового кванта молекулы пигмента возбуждаются, т. е. на короткое время переходят в высокоэнергетическое, возбужденное состояние. При их возвращении в исходное состояние выделяется энергия, за счет которой может совершаться различная работа. Хлорофилл может иметь различные возбужденные состояния. При возвращении в исходное состояние энергия может:
• выделяться в виде флуоресценции или тепла;
• передаваться в качестве возбуждающей энергии другим молекулам;
• использоваться для фотохимической работы.